Sistemas no convencionales para ... - · PDF file1ª Jornada Técnica sobre Oxidación Avanzada en el Tratamiento de Aguas, UJI, 15 enero 2016 2 Sistemas no convencionales para oxidación

Dr. Francisco Galindo
Universitat Jaume IDpto. Qumica Inorgnica y Orgnica
[email protected]
Sistemas no convencionales para
procesos fotoqumicos de oxidacin
1 Jornada Tcnica sobre Oxidacin Avanzada en el Tratamiento de Aguas, UJI, 15 enero 2016
2
Sistemas no convencionales para oxidacin fotoqumica
1. Principios de fotocatlisis
2. Fotocatlisis con polmeros orgnicos
3. Desarrollos en Universitat Jaume I

3
Catlisis
Reactivos + catalizador + energa Productos + catalizador
Fotocatlisis
Reactivos + fotocatalizador + luz Productos + fotocatalizador
Perspectiva Inorgnica vs Orgnica
4
Semiconductores inorgnicos
Aplicaciones ambientales:
S. Malato, P. Fernndez-Ibez, M. I. Maldonado, J. Blanco, W. Gernjak. Decontamination and disinfection of water by solar photocatalysis: Recent overview and trends. Catal. Today, 2009, 147, 1-59.
D. Spasiano, R. Marotta, S. Malato, P. Fernandez-Ibaez, I. Di Somma. Solar photocatalysis: Materials, reactors, some commercial, and pre-industrialized applications. A comprehensive approach. Appl. Catal. B: Environmental2015, 170-171, 90123.
Aspectos fundamentales:
T. Ochiai, A. Fujishima, Photoelectrochemical properties of TiO2 photocatalyst and its applications for environmental purification, J. Photochem. Photobiol. C: Photochem. Rev. 2012, 13 247-262.

5
A. Fujishima
ROS: Reactive oxygen species
Radical hidroxilo OHRadical-anin superxido O2 Oxgeno singlete 1O2
6
Y. Li, W. Zhang, J. Niu, Y. Chen., ACS Nano 2012, 6, 5164-5173

7
Synthesis
A. Fujishima
!!!
8
Perspectiva Inorgnica vs Orgnica
S. Malato (ed.), P. Fernndez-Ibez (ed), I. Poulios (ed.), D. Mantzavinos (ed.). Nmero especial, Catal. Today 2015, 252. 8th European Meeting on Solar Chemistry and Photocatalysis: Environmental Applications, SPEA8, Thessaloniki, 2014.
D. Mantzavinos (ed.)., I. Poulios (ed.), P. Fernndez-Ibez (ed), S. Malato (ed.), Nmero especial, Catal. Today 2015, 240A. Environmental Applications of Advanced Oxidation Processes EAAOP3, Almera, 2013.

9
251 referencias
No hay fotocatalizadores orgnicos?
10
TiO2
Ventaja de los fotocatalizadores orgnicos: absorben luz visible

11
TiO2
Luz UV Luz visible( > 400 nm)
12
TiO2
http://algonline.org
Org
700 nm400 nm
Espectro solar

13
Aprovechamiento luz VISIBLE del espectro solar
Nuevos materiales
TiO2 dopado con metalesHbridos TiO2-grafenoWO3BiVO4BiWO6Fe2O3
Ag3PO4CdSCdSeAuNPsIn2S3Fotosensibilizadores orgnicos
Ms sobre nuevos materiales inorgnicos para aprovechamiento de luz visible:
N. Gao, X. Fang, Chem. Rev. 2015, 115, 8294-8343
M. Pelaez, N. T. Nolan, S. C. Pillai, M. K. Seery, P. Falaras, A. G. Kontos, P. S. M. Kontos, P. S. M. Dunlop, J. W. J. Hamilton, J. A. Byrne, K. OShea, M. H. Entezari, D. D. Dionysiou, Appl. Catal. B: Env. 2012, 21, 331-349
C. Chatterjee, S. Dasgupta, J. Photochem. Photobiol.C: Photochem. Rev. 2005, 6, 186-205
14
Algunos fotosensibilizadores orgnicos SOPORTADOS
Antecedente histrico:E. C. Blossey, D. C. Neckers (Univ. New Mexico)A. L. Thayer, A. P. Schaap (Wayne State Univ.)Polymer-based sensitizers for photooxidationsJ. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 5820-5822
D. C. Neckers
Ms recientes:
D. Maggioni et al. Inorg.Chem. 2015, 54, 544

15
M. Benaglia et al. Org. Lett. 2002, 4, 4229
M. Quin et al. Photochem. Photobiol. Sci. 2011, 10, 832
Polmerofotoactivo
G. V. Ferrari et al. Photochem. Photobiol. 2014, 90, 1216
16
L. Pessoni et al. Langmuir 2013, 29, 10264
P. Henke et al. ACS Appl. Mater. Interf. 2013, 5, 3776
PS

17
Contaminantes degradables por oxgeno singlete (1O2)Chem. Rev. 2012, 112, 1710-1750
18
Desarrollos en Universitat Jaume I

1. PS Rosa BengalaUnin covalente
Novedad: matriz PS macroporoso
O2
1O2T1
S0
M. I. Burguete, F. Galindo, R. Gavara, S. V. Luis, M. Moreno, P. Thomas, D. A. Russell, Photochem. Photobiol. Sci. 2009, 8, 1M. I. Burguete, R. Gavara, F. Galindo, S. V. Luis, Tetrahedron Lett. 2010, 51, 3360
M. I. Burguete, F. Galindo, R. Gavara, S. V. Luis, M. Moreno, P. Thomas, D. A. Russell, Photochem. Photobiol. Sci. 2009, 8, 1
M. I. Burguete, R. Gavara, F. Galindo, S. V. Luis, Tetrahedron Lett. 2010, 51, 3360

original
molturado
ampliacin
Microscopa electrnica de barrido(SEM)
20 m 20 m
Microscopa de fluorescencia
M. I. Burguete, R. Gavara, F. Galindo, S. V. Luis, Tetrahedron Lett. 2010, 51, 3360M. I. Burguete, F. Galindo, R. Gavara, S. V. Luis, M. Moreno, P. Thomas, D. A. Russell, Photochem. Photobiol. Sci. 2009, 8, 1

Microscopa electrnica de barrido (SEM)
Polmero macroporosoPolmero clsico (tipo Neckers)
Dispersin de luz (determinacin tamao partcula)
20 m
3 m
0,5 m

Espectroscopa de fluorescencia
RBdisol.
PRB5
Espectroscopa de reflectancia difusa
Test DPA
P-RB clsico PRB5

Polim. como Neckers
disolucin
(PRB5)
Test DPA
28
2.- PS (Rosa Bengala)(gluconolactona)
D2 D3 D4
NH
HN
NH
NH2
NH2
NH2
O
O O O
I
II
I
ClClCl
Cl
_
O
Na+
NH
HN
NH
HN
O
OH
OH
OH
OH
OH
HN
O
OH
OH
OH
OH
OH
NH
O
OH
OH
OH
OH
OH
O
O O O
I
II
I
ClClCl
Cl
_
O
Na+
Unin covalente
V. Fabregat, M. I. Burguete, F. Galindo, S. V. Luis, Env. Sci. Pollut. Res. 2014, 21, 11884

29
D2 D3 D4
Cl
Cl
Cl
Cl
D1
NH
HN
NH
NH2
NH2
NH2
O
O O O
I
II
I
ClClCl
Cl
_
O
Na+
NH
HN
NH
HN
O
OH
OH
OH
OH
OH
HN
O
OH
OH
OH
OH
OH
NH
O
OH
OH
OH
OH
OH
O
O O O
I
II
I
ClClCl
Cl
_
O
Na+
D2
D3 D4RB
V. Fabregat, M. I. Burguete, F. Galindo, S. V. Luis, Env. Sci. Pollut. Res. 2014, 21, 11884
Polmeros hidroflicosquedan en suspensin
D2
D3 D4RBCentrifug.
Polmeros hidroflicospueden recuperarse

31
D3
D4
V. Fabregat, M. I. Burguete, F. Galindo,

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